Биотопливо для судов: дизельное топливо и бензин из возобновляемых источников

Сжигание обычного ископаемого топлива составляет значительную долю глобальных выбросов CO2, подвергаясь многочисленной критике, направленной ​​против круизных и торговых судов за загрязнение окружающей среды сажными отходами и токсичным тяжелым топливом. Исследователи из Института экологических, безопасных и энергетических технологий Фраунгофера UMSICHT в Оберхаузене занимаются поиском альтернативного экологически чистого топлива. Теперь они могут производить возобновляемое биотопливо, которое можно превратить в бензин, дизельное топливо и даже керосин для самолетов. Это синтетическое топливо снижает выбросы парниковых газов на 30 процентов по сравнению с ископаемым топливом. Это также производит меньше выбросов сажи.

Корабли являются одними из крупнейших грешников климата. Миллионы тонн сжигаемого морского дизельного топлива загрязняют окружающую среду. Отрасль судоходства несет ответственность за выбросы около миллиарда тонн углекислого газа во всем мире каждый год.

Доктор Андреас Менне, инженер-механик, и его коллеги из Fraunhofer UMSICHT в Оберхаузене хотят смягчить негативное влияние судового дизеля на климат с помощью новой технологии. Менне, который возглавляет отдел биопереработки и биотоплива, и его команда производят синтетическое дизельное топливо и бензин из возобновляемых ресурсов. Для этого они преобразуют биоэтанол в дизельное, бензиновое или реактивное топливо, которое обладает почти такими же свойствами, что и ископаемое топливо.

Возобновляемые источники энергии помогают сократить выбросы CO2 в транспортном секторе выбросов. “Солома, листья, опилки, древесные отходы – мы можем использовать практически все в качестве сырья для биоэтанола”, – говорит Менн. Новое экологически чистое биотопливо производит гораздо меньше парниковых газов. Транспортные средства должны быть способны работать только на этом топливе. Для сравнения, всего пять-десять процентов топлива Е10 – это биоэтанол, остальное – ископаемого происхождения.

“Мы не будем ощущать такого влияния климата”, – говорит Менне. – “Электрические, гибридные и топливные автомобили не собираются сокращать выбросы парниковых газов так быстро, как это должно произойти. Нам нужен целостный подход и разнообразие решений для завтрашних видов топлива”. Давление, которое необходимо предпринять, возрастает в связи с пересмотренной Директивой по возобновляемым источникам энергии (RED II), призывающей к усовершенствованным видам топлива обеспечить долю в 3,5 процента к 2030 году. Альтернативные виды топлива на основе пищевых культур должны быть сокращены на тот же процент.

Биоэтанол из пшеничной соломы

Исследователи UMSICHT производят до 20 литров нового биотоплива в неделю на экспериментальной установке. Исходным сырьем является биоэтанол, полученный из соломы пшеницы. “На самом деле, я мог бы использовать любой другой алкоголь”, – говорит Менне. Первоначально соломенный спирт сохраняет свою жидкую форму, когда он течет из металлического барабана по трубам испытательной установки в испаритель. Когда температура достигает 350 градусов Цельсия при давлении 20 бар, газообразный спирт поступает в сердце установки, трубчатый реактор. Этот реактор заполнен кусочками активированного угля, покрытого недавно разработанным материалом катализатора. Эти катализаторы вызывают конденсацию газа, образуя связи между отдельными углеродными соединениями. Это производит бензин, керосин или дизельное топливо, в зависимости от того, сколько молекул углерода объединено.

“Катализатор часто разрабатывается в лаборатории, но может оказаться, что его трудно производить в больших количествах. Но мы можем купить материалы для этого катализатора дешево, потому что он не состоит из драгоценных металлов или редкоземельных элементов. И самое главное, он остается стабильным в долгосрочной перспективе”, – говорит Менне.

Биотопливо обладает достаточным количеством энергии, что подтверждают исследователи из Института химической технологии Фраунгофера в Пфинцтале. Они поставили стандартные испытательные двигатели на испытательный стенд, чтобы проводить испытания с новым топливом, измерять мощность двигателя и измерять отходящие газы с помощью точных приборов. Эти показания были получены на разных рабочих уровнях, во время холодных запусков, при разных нагрузках и при разных оборотах двигателя.

Испытания подтверждают низкие выбросы отработанных газов

Эти испытания показали, что плотность энергии биотоплива немного выше, чем у обычного топлива. Это означает, что автомобиль с этим новым топливом в баке будет иметь небольшое преимущество в реальной гонке. У синтетического топлива выбросы отходящих газов – это также пункт продажи с меньшим количеством окиси углерода, двуокиси углерода и углеводородов, и намного меньше сажи, исходящего из выхлопной трубы. Физические свойства этого биотоплива близки к свойствам ископаемого дизельного топлива, поэтому его можно производить в соответствии с действующими стандартами.

Венкат Ариан, инженер-химик из Fraunhofer UMSICHT, добавил каждую молекулу парниковых газов на каждом технологическом этапе, чтобы оценить воздействие на окружающую среду. Тщательный анализ учитывает все парниковые газы в уравнении, от добычи или сбора сырья до преобразования топлива в кинетическую энергию. Это включает добычу сырой нефти из подземных скважин, выращивание растений для биотоплива и отработанных газов. Он обнаружил, что эквиваленты СО2 для синтетического дизельного топлива, изготовленного из соломы пшеницы, составляют от 64,3 до 91,6 г на мегаджоуль в зависимости от источника этанола. Это на 32 процента меньше, чем 94 грамма на дизельном топливе.

Судоходные компании могут производить собственное биотопливо

“Наше топливо может быть преобразовано в бензин, дизельное топливо или даже керосин для самолетов. Но последнее является самым сложным”, – говорит Менне. Морской дизель гораздо проще. Это не должно быть обработано на нефтеперерабатывающем заводе. “Вы можете просто настроить наш завод в порту. Наш процесс настолько прост, что судоходные компании могут производить свое собственное дизельное топливо. Тогда эпоха больших вонючек скоро закончится”, – говорит Менне.

Технология готова выйти на рынок. Хотя синтетическое дизельное топливо все еще дороже, чем дизельное топливо из нефти, Менне уверен, что это может скоро измениться. С вступлением в силу нового законодательства ископаемое топливо больше не будет дешевым в производстве.

По материалам Techxplore

-=GadzzillA=-

Компьютерный системный администратор, веб-огородник, IT-шник, специалист по строительным материалам, создатель и администратор проекта "Лаборатория Рабочих Столов"

Вас также может заинтересовать...

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

 

Цей сайт використовує Akismet для зменшення спаму. Дізнайтеся, як обробляються ваші дані коментарів.